時(shí)下，汽車駕駛艙智能化和IVE（In-Vehicle Experience車內(nèi)體驗(yàn)）已成為影響消費(fèi)者購(gòu)買決策和主機(jī)廠品牌差異化的主要因素。主機(jī)廠認(rèn)識(shí)到，人們關(guān)注的重點(diǎn)已從實(shí)際駕乘體驗(yàn)轉(zhuǎn)向基于個(gè)人品味、娛樂(lè)和駕駛安全的體驗(yàn)，各種智能座艙功能需求將使車內(nèi)體驗(yàn)創(chuàng)新有增無(wú)減。
在深圳舉行的 AWC 2021第三屆汽車數(shù)字座艙論壇上，安霸半導(dǎo)體技術(shù)（上海）有限公司深圳分公司總經(jīng)理劉清濤先生分享了“基于安霸AI視覺(jué)芯片的全開放艙內(nèi)艙外解決方案”，介紹了安霸公司及其產(chǎn)品路線圖，核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和成熟高效的解決方案。
安霸公司成立于2004年，是一家專注于AI視覺(jué)芯片的半導(dǎo)體公司,專注于高清視頻圖像處理和人工智能計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)領(lǐng)域。2005年，安霸的第一顆廣播級(jí)專業(yè)視頻編碼芯片面世，隨即成為專業(yè)高清視頻編碼市場(chǎng)的領(lǐng)軍者。2007年安霸（上海）半導(dǎo)體成立，并在深圳設(shè)立分公司。安霸上海和深圳的研發(fā)中心立足中國(guó)市場(chǎng)，其強(qiáng)大的技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)不但可以迅速響應(yīng)國(guó)內(nèi)客戶需求，而且能夠更有力地支持客戶打造差異化的創(chuàng)新產(chǎn)品。2012年安霸憑借其卓爾不凡的技術(shù)實(shí)力，在納斯達(dá)克上市。2015年業(yè)界知名自動(dòng)駕駛公司VisLab被安霸收購(gòu)，成為了安霸意大利分公司。伴隨著2018年量產(chǎn)出貨超過(guò)3億顆高清攝像芯片，安霸在車載，安防，消費(fèi)類視覺(jué)等領(lǐng)域碩果累累。近些年來(lái)，安霸加大對(duì)AI計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的研發(fā)投入，一系列高性能低功耗搭載AI引擎的SOC問(wèn)世。截止2021年第一季度，累計(jì)超過(guò)200萬(wàn)片CV系列AI視覺(jué)SoC隨客戶產(chǎn)品量產(chǎn)， 其中汽車市場(chǎng)累計(jì)出貨量超過(guò)30萬(wàn)顆。
安霸芯片已經(jīng)廣泛用于汽車市場(chǎng)的各個(gè)領(lǐng)域。現(xiàn)有產(chǎn)品系列凡有CV前綴的SOC都集成了自有CVflow? 架構(gòu)的AI計(jì)算機(jī)視覺(jué)（Computer Vision）硬件加速引擎。這里重點(diǎn)介紹的CV2x系列芯片可以廣泛應(yīng)用于智能座艙駕駛員監(jiān)控（DMS）和乘員監(jiān)控（OMS），高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），泊車輔助系統(tǒng)（APA）以及帶盲區(qū)監(jiān)測(cè)的電子后視鏡（CMS）。所有CV2x芯片采用10納米車規(guī)制程，并且全部實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。依據(jù)國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的實(shí)際需求，CV2x系列芯片包含了寬溫，AEC-Q100 Grade 2 和ASIL-B不同等級(jí)。客戶可以根據(jù)自己的產(chǎn)品規(guī)格和需要達(dá)到的功能安全等級(jí)靈活配置選擇不同等級(jí)的芯片。
今年安霸推出了采用5納米先進(jìn)制程的CV5系列芯片，可以支持多達(dá)14路CMOS攝像頭視頻輸入以及相應(yīng)的AI并行處理。與上一代產(chǎn)品相比，CV5系列芯片編碼性能和內(nèi)存帶寬均實(shí)現(xiàn)了翻番，而功耗卻降低了30%。可見未來(lái)它將成為新一代自動(dòng)駕駛域控制器理想選擇。目前國(guó)內(nèi)國(guó)外多家客戶在緊鑼密鼓地開發(fā)基于CV5新一代產(chǎn)品，預(yù)計(jì)明年上半年新產(chǎn)品就會(huì)面世。
安霸為智能汽車提供全系列解決方案，包括單路、雙路及多路行車記錄儀；DMS和OMS等智能座艙攝像機(jī)；符合國(guó)標(biāo)的帶盲區(qū)監(jiān)測(cè)的電子后視鏡；L2+ 前裝ADAS；高速及低速L4/L5 ADAS的高算力域控制器解決方案。
安霸CV2x系列芯片內(nèi)置的高性能ISP，具有全硬件視頻幾何形變矯正，支持高達(dá)8路圖像傳感器輸入；還集成了高性能AI硬件加速引擎CVflow?，等效算力從2T到16T；獨(dú)立硬件編碼單元支持多路實(shí)時(shí)視頻編碼。CV2x采用先進(jìn)的10nm車規(guī)制程，低功耗、高性能是其核心優(yōu)勢(shì)，參考設(shè)計(jì)成熟穩(wěn)定，已在眾多汽車客戶產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)大批量量產(chǎn)。
2019年，安霸從全球43000家供應(yīng)商中脫穎而出榮獲了博世全球優(yōu)秀供應(yīng)商獎(jiǎng)。安霸優(yōu)秀的芯片性能，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠焚|(zhì)管理，以及穩(wěn)定高效的供應(yīng)鏈體系得到博世等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的充分肯定。
技術(shù)特色和核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
相比老牌半導(dǎo)體廠家，安霸在國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)是后起之秀，究竟是什么讓安霸在強(qiáng)手如林的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中后來(lái)居上？實(shí)際上安霸一直是世界視頻技術(shù)的領(lǐng)先者，多年來(lái)一直在汽車市場(chǎng)辛勤耕耘，積累了豐富的車規(guī)級(jí)產(chǎn)品量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。其鮮明的技術(shù)特色和獨(dú)到的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是安霸車載解決方案廣受贊譽(yù)的基礎(chǔ)和保證。
安霸的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一體現(xiàn)于其在影像處理技術(shù)（ISP）上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。安霸的ISP一直是業(yè)內(nèi)高質(zhì)量圖形影像的代名詞。ISP的表現(xiàn)不但影響人眼的感官感受，而且也影響著AI算法的有效性和準(zhǔn)確性。安霸ISP采用專業(yè)降噪濾波技術(shù)和高動(dòng)態(tài)范圍處理算法，能夠清晰準(zhǔn)確地展現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)和色彩。我們對(duì)比同一場(chǎng)景下搭配相同CMOS傳感器不同ISP攝錄的圖像，左邊是用安霸ISP錄制的120dB高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）圖像，右邊是其它公司芯片錄制的圖像。一眼就能看出兩張圖片中的圖像表現(xiàn)能力的差異。在汽車過(guò)隧道的場(chǎng)景下，右邊的圖像細(xì)節(jié)丟失嚴(yán)重，而安霸的圖像清晰地準(zhǔn)確還原明暗強(qiáng)烈對(duì)比場(chǎng)景下的細(xì)節(jié)和色彩，栩栩如生展現(xiàn)隧道外面的景象和隧道內(nèi)的卡車原貌。
另外安霸的ISP硬件支持高品質(zhì)的鏡頭畸變矯正，能夠?qū)?80、360度的魚眼鏡頭圖像通過(guò)橫向縱向拉伸、矯正，完美復(fù)原成常規(guī)視角下的清晰圖像。
在智能汽車計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用中，復(fù)雜的視覺(jué)算法離不開高效的芯片算力。安霸的CVflow?系列芯片具有強(qiáng)大的AI性能。 以CV2芯片對(duì)比Xavier芯片為例，在運(yùn)行相同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和視頻圖像輸入時(shí)，安霸CV2比Xavier默認(rèn)模式運(yùn)行速度還快，而且安霸的功耗不到對(duì)比芯片的五分之一。
安霸的CV芯片性能高，功耗低。低功耗不只是意味著節(jié)能，還意味著可以簡(jiǎn)化散熱設(shè)計(jì)節(jié)約硬件成本，降低熱量積累帶來(lái)的危險(xiǎn)隱患，提高安全性。
不妨以采用10納米制程CV2x的實(shí)際應(yīng)用為例，看看安霸芯片的功耗究竟有多低。
當(dāng)對(duì)800萬(wàn)
像素視頻做圖像處理，并且進(jìn)行8M像素30幀編碼時(shí)，四核ARM CPU和CVflow? AI硬件加速引擎火力全開，分別用80%的負(fù)載跑傳統(tǒng)算法和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)CV22加上LPDDR4總功耗低于兩瓦。
在常溫工作環(huán)境下CV2X芯片甚至不需要散熱片。
高效易用的工具鏈和豐富成熟的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)開發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法非常重要。安霸配套了完善成熟的工具鏈。為算法開發(fā)者提供了高效易用的部署體驗(yàn)。從卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型導(dǎo)入到自動(dòng)模型的優(yōu)化加速，再到量化、編譯轉(zhuǎn)換和最后的執(zhí)行，通過(guò)現(xiàn)有工具鏈自動(dòng)完成，可以說(shuō)是一鍵完成，一氣呵成。安霸支持包括Caffe、ONNX、PyTorch和TensorFlow在內(nèi)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練工具，支持自定義算子和客戶自研自有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。安霸的軟件架構(gòu)具有足夠的兼容性和擴(kuò)展性，高度開放，客戶和算法公司可以在上面自由搭建自己的算法。
安霸的另一大技術(shù)優(yōu)勢(shì)是視頻編碼，因?yàn)榘舶缘募夹g(shù)源于廣播電視級(jí)專業(yè)視頻編碼器，經(jīng)過(guò)多年的積累，自有編碼技術(shù)變得更加成熟高效。它具有很多突出技術(shù)特色， 例如：可以針對(duì)快速移動(dòng)場(chǎng)景或靜止場(chǎng)景做編碼特別優(yōu)化；支持動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)碼率及宏塊級(jí)別的編碼參數(shù)優(yōu)化；結(jié)合AI對(duì)特定目標(biāo)場(chǎng)景做編碼優(yōu)化。
在汽車領(lǐng)域，安霸的產(chǎn)品在視頻錄制、AI訓(xùn)練和圖片收集等多個(gè)領(lǐng)域被客戶廣泛采用。
汽車安全是繞不開的熱點(diǎn)話題。在系統(tǒng)功能安全方面，安霸擁有ASIL-B等級(jí)的CV2FS和CV22FS系列芯片。與此同時(shí)還可以選用AEC-Q100車規(guī)芯片加外置MCU方案，通過(guò)多種算法交叉冗余，對(duì)視頻輸入和雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行多傳感器融合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能安全ASIL-B等級(jí)。
近來(lái)不
斷有黑客入侵和用戶隱私數(shù)據(jù)泄露等事件被曝光，信息安全受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。
安霸的CV系列SoC在芯片內(nèi)部搭建好了信息安全的硬件基礎(chǔ)，包括建立安全執(zhí)行環(huán)境和信任鏈以及簽名驗(yàn)證機(jī)制。
在此基礎(chǔ)上，安霸推出了“磐石”可信計(jì)算架構(gòu)，覆蓋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保護(hù)，數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，用戶隱私保護(hù)，系統(tǒng)完整性，系統(tǒng)加固等信息安全方方面面。
各個(gè)設(shè)計(jì)單元模塊已應(yīng)用在量產(chǎn)項(xiàng)目中。
另一個(gè)突出競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是安霸的本地研發(fā)支持團(tuán)隊(duì)。安霸中國(guó)專業(yè)團(tuán)隊(duì)有超過(guò)200名員工。上海150人，深圳60人，超過(guò)85%的員工從事專業(yè)開發(fā)和技術(shù)支持工作，核心骨干大多有10年以上的軟硬件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
很多跨國(guó)企業(yè)的中國(guó)團(tuán)隊(duì)以純支持為主。與他們不同，安霸中國(guó)團(tuán)隊(duì)立足于本地市場(chǎng)和客戶，從底層硬件開發(fā)板做起，一直開發(fā)到操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、中間件、應(yīng)用、算法、工具、文檔等各個(gè)環(huán)節(jié)。安霸在上海和深圳建立了兩個(gè)專業(yè)圖像實(shí)驗(yàn)室。強(qiáng)大的本地技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)不但能夠快速解決客戶量產(chǎn)過(guò)程中遇到的疑難雜癥，而且可以根據(jù)客戶需求量體裁衣，為其量身打造獨(dú)具匠心的差異化解決方案。
智能座艙通用化平臺(tái)參考設(shè)計(jì)
安霸智能座艙參考設(shè)計(jì)用的是CV25芯片，可以接入三路不同種類攝像頭，通過(guò)CVflow? 加速引擎運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，不但可以監(jiān)測(cè)駕駛員疲勞程度和有無(wú)注意力分散的行為，還能依據(jù)客戶需要添加手勢(shì)識(shí)別遺留物檢測(cè)等多種算法。同時(shí)錄制清晰流暢的30fps 高清視頻圖像， 保留發(fā)生交通事故時(shí)的安全證據(jù)，即使在系統(tǒng)全力運(yùn)轉(zhuǎn)情況下也能做到超低功耗。
安霸的DMS方案成熟穩(wěn)定可以兼容各家算法，目前已經(jīng)和國(guó)內(nèi)國(guó)外多家算法公司深度合作。現(xiàn)有方案可以準(zhǔn)確追蹤人眼運(yùn)動(dòng)方向，面部表情以及抽煙打電話等行為動(dòng)作。由于CV25集成了高性能AI硬件加速引擎，全功能DMS實(shí)際上只占用CV25整體算力的20%左右，這為系統(tǒng)開發(fā)商在既有DMS應(yīng)用上添加其他個(gè)性化功能提供了廣闊空間。安霸參考設(shè)計(jì)還支持多種Global Shutter CMOS傳感器，包括黑白、RGB、RGB-IR格式，并且在設(shè)計(jì)之初充分考慮到DMS和OMS同步工作場(chǎng)景，自研專利技術(shù)避免OMS和DMS相互干擾。CV2X RGB-IR解決方案支持白天彩色圖像，夜晚黑白圖像自動(dòng)切換，而且支持RGB-IR和HDR同時(shí)工作，使得畫面具備高動(dòng)態(tài)還原能力，細(xì)節(jié)豐富。這套參考設(shè)計(jì)的相應(yīng)產(chǎn)品已在多個(gè)車廠商業(yè)落地。
在安霸智能座艙參考設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，可以疊加刷臉解鎖車門的應(yīng)用。通過(guò)優(yōu)化，系統(tǒng)冷啟動(dòng)到完成人臉識(shí)別解鎖只需要不到1秒鐘時(shí)間。安霸硬件參考設(shè)計(jì)基于CMOS+TOF模組，集成了人臉識(shí)別以及活體檢測(cè)算法。如果客戶希望使用雙目立體視覺(jué)或結(jié)構(gòu)光模組，安霸參考設(shè)計(jì)同樣支持。
安霸和商湯聯(lián)合設(shè)計(jì)了符合車規(guī)和功能安全的1V1R方案。該方案選用超低功耗10nm ASIL-B SOC CV2FS, 基于800萬(wàn)像素輸入視頻和超強(qiáng)算力的CVflow?可以準(zhǔn)確檢測(cè)200米外的車輛和60米外的行人。此參考設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了車輛及行人檢測(cè)，車道線檢測(cè)，可行駛區(qū)域檢測(cè)，交通燈及交通標(biāo)識(shí)檢測(cè)等各種ADAS功能，并且支持高品質(zhì)的行車記錄，毫米波雷達(dá)輸入，視覺(jué)感知和雷達(dá)融合。
安霸ADAS+APA+SideView參考設(shè)計(jì)是采用CV2或CV5的多V方案。CV2和CV5是安霸CV系列中的高端芯片，支持多路圖像傳感器輸入，內(nèi)部集成了高性能ISP。它們AI性能強(qiáng)悍，支持在多路視頻流上執(zhí)行復(fù)雜AI運(yùn)算。其中CV5具有更高傳統(tǒng)算法處理能力和AI算力，支持12路以上圖像輸入，并可通過(guò)級(jí)聯(lián)進(jìn)一步提高AI算力水平。
隨著奧迪和雷克薩斯相關(guān)實(shí)車方案的推出以及我國(guó)國(guó)標(biāo)即將發(fā)布，電子后視鏡需求變得越來(lái)越火爆。安霸采用CV2、CV25的CMS/e-Mirror參考設(shè)計(jì)，擁有優(yōu)秀的圖像質(zhì)量，尤其在低照度和高動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下表現(xiàn)優(yōu)異。它有LED防閃爍功能，支持高清60幀輸入低延遲數(shù)據(jù)流水線傳輸、鏡頭形變矯正，清晰準(zhǔn)確還原色彩。安霸的AI引擎全面支持各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，例如盲區(qū)檢測(cè)，超車檢測(cè)，車道檢測(cè)，鏡頭遮擋檢測(cè)，自動(dòng)標(biāo)定等。目前多家車廠正與安霸緊密合作，爭(zhēng)取第一時(shí)間將電子外后視鏡前裝產(chǎn)品推向市場(chǎng)。劉清濤現(xiàn)場(chǎng)展示了電子后視鏡的實(shí)車視頻。我們可以發(fā)現(xiàn)，相比傳統(tǒng)后視鏡，電子后視鏡有更寬的FOV，視野可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，尤其在雨天、霧天、黑夜和強(qiáng)光照射下有著非常出色的圖像表現(xiàn)力，還可以疊加各種AI智能算法，賦予汽車更多的智能元素。憑借出色的技術(shù)性能，安霸的CV2x系列芯片成為了這個(gè)新興市場(chǎng)應(yīng)用的不二之選。
